光网络实用组网技术第8章 光网络的生存性.ppt

　　随着光网络规模的日益扩大和高质量业务需求的不断增加，光网络的生存性技术作为保证网络正常运行的一种手段，其地位显得越来越重要。本章首先介绍了光网络生存性的基本概念，然后将现有光网络的保护和恢复技术做了分类阐述，接下来按照电信网典型的4层结构分别介绍了SDH层、光层、IP层和ATM层的生存性技术，最后介绍了网络的多层生存性问题。 8.1.1 网络生存性的定义　　网络生存性(Survivability）泛指网络经受各种故障，甚至灾难性大故障后仍能维持可接受的业务质量的能力。生存性通常以生存率来表示，其定义为：当某条线路出现故障时，可以从其他线路上疏通的业务量与该线路所传送的业务量之比。下面从两节点之间的局部生存性给出定义。 8.1.2 网络生存性的设计内容　　影响网络生存性的因素通常有以下三个方面：　　(1) 大量的业务集中于大型的传输、交换设备中，由于采用更高的速率、较少的传输光纤数目和集中的控制信令，使得一个元件失效将波及更大的范围。 　　(2) 软件在带来智能并提供系统灵活性的同时，也给系统埋下了整体崩溃的可能性。大型软件测试条件的不可遍历性，使得上述情况无法避免，但是出现概率相对较少。　　(3) 占据大比例的是可能存在的危险因素，包括地震、火灾等自然因素和盗窃、挖掘等人为破坏行为。 　　为保证业务连续性，将网络中断带来的影响减小到最小程度，网络生存性的设计内容可以分为如下五个阶段：　　(1) 防护：从网络的规划、安装、路由选择开始，就注意尽可能地避免不安全因素。　　(2) 迅速检测：故障发生后如何快速发现并定位。　　(3) 鲁棒性的自愈设计：包括拓扑结构、自愈算法、协议确定、执行逻辑等。　　(4) 人工修复：更换硬件、接续光纤光缆等。　　(5) 复原能力：故障排除后，将资源返还原系统。　　其中，鲁棒性的自愈设计和复原能力两项是生存性引入的新概念。网络的鲁棒性是指系统参数和结构变化时系统能否在一定误差范围内维持原有功能。复原能力是指修复完成后，系统恢复原状的能力。 8.1.3 网络生存性的部署方法　　网络有大有小，又有不同的层面，为了满足不同网络配置对生存性的要求，有三种典型的生存性部署方法，如图8-1所示。 　　(1) 端到端的生存性：利用单一的保护恢复机制来支持传送网的生存性；　　(2) 级联的生存性：以链形方式支持传送网的生存性，此时在网络的每一个子区域内分别支持一种特定的生存性机制，仅仅对发生在该子区域的故障起保护作用； 　　(3) 嵌入的生存性：在同一个子区域内采用多种生存性机制，而每一种生存性机制所对应的故障范围不同。通常，嵌入的生存性受限于两种机制，即一级防卫和二级防卫。例如，当网络采用级联的生存性来支持多种业务，而网络的可用性又不足以支持某种特殊类型的业务时，可以部署附加的端到端生存性机制作为二级防卫，从而增加网络的可用性，满足所要求的业务质量。 8.1.4 网络生存性的评价指标　　评估一种网络生存性技术的优劣目前主要从恢复时间、冗余资源、恢复率和鲁棒性四个指标来考虑。恢复时间是指从网络故障发生到网络传输的业务恢复正常传输所需的时间。这是一项最为直接，最能体现生存性技术效果的衡量指标。因为对于网络用户来说，他们所关心的就是网络提供的业务质量，而恢复时间的长短将直接影响业务的服务质量和网络的稳定性。比如，当网络的恢复时间小于50 ms时，大部分网络业务感受不到网络故障的发生，比如话音业务。但当恢复时间大于2 s时，大部分网络业务都将受到影响，除了一些对时延根本没有要求的业务。 　　因此，2 s是业界公认的一个实时恢复的时间上限。网络的冗余资源是指为了实施网络生存性技术在网络中必须提前预留的备用资源，以便保护发生故障的链路和节点。冗余资源虽然对于用户是不可见的，但它直接影响运营商建设网络和运营网络的成本，在市场竞争日益激烈的今天，降低成本是所有企业生存的根本，所以减少冗余资源是网络优化的一个重要目标。恢复率是指网络发生故障时所能恢复的业务占所有受损业务的比例，它反映的是生存性技术的效率。鲁棒性是指经历过一次网络故障后，网络再次承受故障的能力，它主要是衡量生存性技术的可持续性。其中，恢复时间和冗余资源是两个最常用到的评价指标，几乎在所有讨论网络生存性技术的文章中都可以看到这两个参量。 8.2.1 保护和恢复的概念　　针对光网络的生存性，人们进行了多方面深入的研究。总的来说，在光网络中的生存性方案主要可分为保护和恢复两种方式。保护(protection)方案在故障发生前预留资源用于对可能发生故障的业务进行恢复，而恢复(restoration)方案是在故障发生后根据网络状态实时地为受影响的业务提供恢复路径。值得注意的是“恢复”